淺談航拍攝影中全景圖片拍攝與制作

李 韻

淺談航拍攝影中全景圖片拍攝與制作

李 韻

近幾年，VR技術和無人機技術的高速發展，直接推動了全景圖片和航拍攝影的快速普及。人們對圖片的觀看，不再拘束于拍攝者固定的拍攝范圍構圖。VR技術可以利用鼠標，根據自己的喜好視角去觀看一個虛擬真實的場景。這種把真實世界的場景，用立體的方式裝進圖片的方法，變得越來越流行。

VR技術 無人機航拍

Virtual Reality（虛擬現實），簡稱VR技術的迅速流行。包括谷歌地圖，百度地圖，甚至一些商業網站的展示，都開始使用全景圖片進行更加逼真的場景展示。大多數全景圖片都是基于地面拍攝和制作而成。地面拍攝，由于本身拍攝高度較低，相比高位拍攝，就不易獲得更多的視覺信息，而如果提高拍攝高度，以一定角度俯拍的方式進行拍攝，那么不管地面場景，還是天空場景，圖片信息量就會得到巨大增加。視覺也會更加特殊。拍攝者自身不能到達的位置，那么就必須借助特殊攝影工具——航拍無人機。所以，VR全景攝影+航拍攝影的組合，誕生了特殊攝影的另一個小分支：航拍全景攝影（Panoramic Photo）。

一、航拍全景圖片前期拍攝流程

（一）使用第三方軟件完成全景素材拍攝

筆者以大疆精靈系列航拍無人機和IPAD平板電腦組合為例，在完成無人機飛前地面檢查之后，首先使用官方DJI GO4軟件按正常流程啟動無人機，并升空飛行到指定拍攝位置。然后退出DJI GO4軟件，啟動第三方軟件Dronepan軟件，默認狀態下，出于全景角度的需要，航拍無人機的攝像頭會在軟件的控制下，根據XYZ軸的角度計算，水平方向和水平朝上約30度的角度，環拍一周，完畢之后，攝像頭會自動垂直向下，俯拍一張地面照片。

那么在第三方軟件的操控下，完成了控制參數設置之后，就已經完成了攝像頭拍攝張數和角度的控制。接下來則需要完成對相機光圈、快門、白平衡等畫面參數的設置。由于在航拍無人機在空中需要水平旋轉360度進行拍攝，這就導致鏡頭肯定會朝向順光和逆光的不同方向，如果此刻攝像頭的曝光仍然是自動擋的話，可能會導致畫面曝光度不一樣，直接導致后期圖片無法拼接。所以，必須把相機的曝光參數設置為全手動模式，根據現場的光線情況，在DJI G4軟件界面，利用直方圖等參考，設定好手動感光度，手動光圈，手動快門，甚至手動白平衡。這樣才能保證每張照片的曝光參數能夠全部統一。當上述設置都完成后，最后才能讓Dronepan軟件執行整個全自動拍攝，航拍無人機執行完各種角度后會恢復到初始拍攝姿態。然后再退出Dronepan軟件，用DJI GO4接管飛行控制權返航。

（二）手動控制完成全景素材拍攝

手動拍攝，其實是筆者更推薦的一種全景素材圖片拍攝方式，它可以擺脫對第三方控制軟件的依賴，人為靈活地改變拍攝角度，減少了飛控軟件和第三方軟件之間切換所可能導致對航拍無人機控制權的丟失，這也是出于對飛行安全的考慮。那么既然是手動拍攝，那么就先利用DJI GO4軟件操控無人機飛行到拍攝地點距離地面約80米到100米左右的高度懸停，因為這個高度對地面的視野相對較好，且也不會因為高度太高和攝像頭像素的限制而丟失地面景物細節。這時，我們需要借助于地面的參照物或者DJI GO4的姿態態球，確定起始拍攝方向，設置好全手動曝光所需要的感光度，光圈和快門值，以及白平衡，然后再水平方向進行拍攝，每張照片攝像頭轉動大約45度左右，我們必須保證相鄰照片需要有30%到50%的重合度，因為這是保證后期制作軟件能否順利拼接的關鍵。水平環拍僅僅是完成了水平方向上的拍攝，然后需要控制攝像頭，斜向下轉動大約45度左右，然后根據水平拍攝的角度，再次環拍至少8張照片，盡量和水平環拍同一角度（方便后期拼接識別）最后調整攝像頭角度，盡量與環拍第一張的初始照片角度統一，垂直向下，拍攝一張即可。筆者個人經驗是，在水平角度上環拍張數，至少達到8張，鏡頭每次旋轉大約45度左右，這樣，每張照片大約有30%的重疊部分。當然水平拍攝高于8張，相鄰照片也將會得到更多的重疊部分，環照片張數的多少，還和使用攝像頭的焦距長短和視場角的寬窄有影響。

二、全景圖片的后期流程

（一）使用Lightroom統一調色

用航拍無人機拍攝到所需要的原始素材后，拷貝到電腦之后的第一件事情并不是需要用軟件進行拼接，而應該是調色，（這里要特別補充的一點是，前期使用素材拍攝的時候，盡量選擇RAW格式的圖片格式。因為這利于我們后期圖片調色師有更大的調整空間。）由于十幾張甚至幾十張圖片都是在統一曝光參數下拍攝的，考慮到統一性，第一步我們可以選擇使用Adobe Lightroom（下文簡稱LR）軟件對所有原始素材進行統一調色。在導入到LR之后，我們可以依次對畫面的高光，暗部，對比度，色彩飽和度等重要參數進行分別調整，然后把對一張照片的所有調整策略，復制粘貼到所有圖片素材上，這使得所有圖片的色彩，曝光都會統一，而不會在拼接中產生差異。最后對所有圖片素材進行輸出，得到調色之后的新文件。

（二）使用PT GUI進行圖像拼接

圖像拼接，是全景圖片后期制作中一個關鍵環節，但此環節也是檢驗前期是否失敗的大考。圖像拼接軟件有很多，本文以大家常用的PTGui為例說明。

利用PTGui軟件，導入已經調色之后的幾十張全景照片素材，選擇生成全景圖像，通常此時，軟件會自動在后臺進行識別計算，并拼接出一張以平面方式顯示的全景圖，此刻，我們可以通過PTGui軟件的內置全景瀏覽器，或者平面全景圖，查看并檢查，是否有拼接裂縫等瑕疵，如果有必須進行手動對拼接點進行手動調整。如果檢查確認無誤之后，通過PTGui軟件最后輸出界面，選擇輸出成高質量的半成品全景平面圖片。

（三）使用photoshop補天

PTGui軟件經過拼接之后輸出的全景平面圖其實并不完整，因為前文中提到過航拍時，并沒有控制攝像頭仰角拍攝天空部分，所以，PTGui輸出的全景圖其實天空幾乎缺失了一半。其實這種情況也，是為了避免因為航拍無人機攝像頭拍攝和機身結構相沖突的結果。那么此刻我們必須對全景圖的天空部分進行填補。天空的填補，其素材來源有兩種，第一種就是在地面使用三腳架和照相機專門拍攝天空的全景。第二種就是使用光線顏色相近的天空全景素材。前者的弊端是需要在盡可能相近的時間內，拍攝和制作原創天空素材。而后者則可以通過各種途徑獲得全景天空的半成品。至于天空素材的來源，大家可以根據自己的喜好來決定和選擇。

使用PhotoShop軟件，依次大概順序是：先導入全景圖片和天空素材圖片，為天空圖層添加蒙版工具，使用漸變工具拉出天空和地面的重疊部分，特別要提醒使用漸變工具的時候，需要配合使用SHIFT鍵，才能拉出直線漸變，否則可能導致畫面邊緣漸變不均勻,這可能導致最終成品的全景圖會出現縫隙。然后使用擦除工具，放大圖片，仔細地調節擦除天和地的重疊部分，盡全力地讓圖片中天地自然融合。最后合并天空和地面兩個圖層為一張照片，然后對圖片進行整體色彩進行調節，最后圖片輸出成高品質的JPEG成品圖片。

三、全景圖片網絡發布

全景圖片制作好了之后，由于其特殊的視角，如果不經特殊軟件查看，其原始圖片仍是一張畫面扭曲的普通平面圖片。制作全景圖片的最終目的是為了模擬我們在真實三維世界雙眼所看到視角場景。筆者最推薦的查看全景圖片方法就是，把全景圖片通過網絡上傳至專門展示全景圖片的全景VR網站，例如比較流行的720YUN，大疆的天空之城等。其大概過程是：登陸其全景展示網站，登陸用戶，根據網站引導上傳制作好的全景圖片，然后等待網站服務器自動生成網頁鏈接，這時我們復制鏈接到瀏覽器，就可以通過網頁瀏覽的方式，使用鼠標，查看全景圖片了。

[1]江蘇省廣播電視臺總臺．《青春舞曲》嘗試VR全景錄制[J]．電視工程,2016(04):1．

[2]王慶．多鏡頭合成實現3D全景攝影初探[J]．重慶工貿職業技術學院學報,2016(01):29,38～39．

[3]郭探微．“VR”一下,體驗全景美麗中國[N]．中國旅游報,2016-06-10(003)．

（作者單位：重慶電子工程職業學院）